GSB 7.0 Standardlösung

Themenfeld 3: Zuverlässige Verkehrsinfrastruktur

Verlässlichkeit der Verkehrsinfrastruktur erhöhen

Ein zuverlässiges und sicheres Verkehrssystem bereitzustellen, ist eine der zentralen Aufgaben des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV). Hieran wirken viele tausende Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im nachgeordneten Bereich an Straßen, Schienen und Wasserstraßen mit. Die Forschenden im Themenfeld Zuverlässige Verkehrsinfrastruktur des BMDV-Expertennetzwerks unterstützen die Anwenderinnen und Anwender hierbei auf verschiedenen Ebenen. Sie entwickeln Werkzeuge zur Zustandserfassung von Bauwerken sowie an einen zukünftig veränderten Verkehrsbedarf und/oder den Klimawandel angepasste Bauweisen. Darüber hinaus entwickeln sie Handlungshilfen zur Bewertung der Resilienz von Bauwerken und Strategien zur Minimierung des Risikos von Schädigungen durch extreme Ereignisse. Die Arbeiten beziehen sich dabei auf den gesamten Lebenszyklus der Bauwerke und zielen auf ein resilientes, das heißt störungsunempfindliches Verkehrssystem ab. Die Expertinnen und Experten betrachten die Verkehrsinfrastruktur der verschiedenen Verkehrsträger dazu als großes Ganzes, so dass sich der Geist des BMDV-Expertennetzwerks hier in besonderer Weise zeigt.

Thematische Schwerpunkte

Wie kann die Zuverlässigkeit der Verkehrsinfrastruktur weiter erhöht und dauerhaft und effizient erhalten werden? Dieser Forschungsfrage widmen sich die Expertinnen und Experten des Themenfeldes 3 in drei Schwerpunktthemen:

Das Bild zeigt die Struktur des Themenfeldes Zuverlässige Verkehrsinfrastruktur Überblick über die thematischen Schwerpunkte des Themenfeldes Zuverlässige Verkehrsinfrastruktur Quelle: Themenfeld 3

Die Forschenden im Schwerpunktthema Zustandserfassung und -bewertung befassen sich mit innovativen Verfahren zur Bewertung des aktuellen und des zu erwartenden Zustandes der bestehenden Bauwerke der Verkehrsinfrastruktur. Hierzu zählen verschiedene Methoden der Fernerkundung, zerstörende und zerstörungsfreie Prüfverfahren, die Dauerüberwachung (Monitoring) mit Hilfe verschiedenster Sensorik und bildbasierte Verfahren. Diese Ansätze sollen die klassische Inspektion künftig wirkungsvoll ergänzen und in digitale Methoden und Informationssysteme für das Erhaltungsmanagement einfließen.

Im Schwerpunktthema Zuverlässigkeit, Risiko und Resilienz betrachten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Wirkungen extremer disruptiver Ereignisse wie Großunfälle, Brände oder Wetterextreme auf die Verkehrsinfrastruktur und erarbeiten Handlungshilfen zur Entscheidungsunterstützung. Die Bewertung der Resilienz von Ingenieurbauwerken und zuverlässige Wettervorhersagen verbessern das Resilienzmanagement und die Verfügbarkeit der Verkehrswege. Das Wissen über den wahrscheinlichen Verlauf eines Ereignisses kann genutzt werden, um Vorsorgemaßnahmen einzuleiten und Schäden und Ausfallzeiten der Verkehrsinfrastruktur zu minimieren. Ein Live-Prognosesystem beispielsweise unterstützt das Personal bei der Abfluss- und Stauregelung infolge von Starkregen. Ein indikatorbasiertes, modulares und verkehrsträgerübergreifendes Lebenszyklusmanagement verknüpft die Erkenntnisse aus den anderen Schwerpunktthemen über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks und unterstützt die Anwendenden bei der Priorisierung von Bau- und Instandsetzungsmaßnahmen.

Maßnahmen zur Erhaltung der Verkehrsinfrastruktur müssen einerseits dauerhaft und zuverlässig sein, andererseits effizient und kostengünstig umgesetzt werden, möglichst ohne den Verkehrsfluss einzuschränken. Gleichzeitig nehmen die Schonung baustofflicher sowie maschineller Ressourcen, Zeitersparnis und Umweltverträglichkeit eine immer größere Rolle ein. Der Einsatz massiger Betonfertigbauteile und digitale Methoden wie das Building Information Modelling können Erhaltungsmaßnahmen beschleunigen und somit Beeinträchtigungen des Verkehrs minimieren. Im Schwerpunktthema Optimiertes Bauen unter Verkehr werden die Einsatzmöglichkeiten dieser Verfahren erforscht, optimiert und dokumentiert.

Ergebnisse

  • Mittels innovativer Methoden des Monitorings und der Fernerkundung werden Bauwerksuntersuchungen erleichtert und beschleunigt.
  • Der Prototyp des IT-Tools zur Resilienzbewertung von Verkehrssystemen vergleicht mögliche Maßnahmen zur Erhöhung der Resilienz der Infrastruktur.
  • Ein indikatorbasiertes, modulares und verkehrsträgerübergreifendes Lebenszyklusmanagement unterstützt die Anwendenden bei der Priorisierung von Bau- und Instandsetzungsmaßnahmen.
  • Große Potentiale für die Beschleunigung von Planungs- und Bauprozessen werden durch innovative Bauverfahren und verkehrsträgerspezifische Standardisierungen aufgezeigt.